CN204945356U - 一种专用测试设备校准平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种专用测试设备校准平台，包括测控计算机、VXI机箱、信号转接盒、VXI模块仪器、GPIB通用仪器，其特征在于，所述VXI机箱提供VXI总线，内设若干VXI模块仪器；测控计算机内置PCI-1394卡，通过1394总线控制VXI总线0槽，进而控制装在VXI机箱里的VXI模块仪器，VXI机箱还连接信号转接盒；测控计算机内置PCI-GPIB卡并引出的GPIB总线接口直接连接GPIB通用仪器，从而实现对GPIB通用仪器的控制。本实用新型实现了单参数校准向多参数综合校准的转化，手动人工校准向自动化校准的转化、试验室内的校准向现场原位校准的转化。

Description

一种专用测试设备校准平台

技术领域

本实用新型涉及一种专用测试设备校准平台，属于试验测试技术领域。

背景技术

专用测试设备（以下简称专用测试设备）是指用于飞机机载成附件质量控制、性能评定、对被测量对象进行定量确定或定性区别的非通用测试设备。专用测试设备涉及专业面广，广泛采用了计算机技术、测控技术和通讯技术，需测试的参数种类繁多，涉及模拟量、离散量/开关量、同步器、数字量总线以及高频、微波等多种信号。这对校准能力提出了较高的要求，尤其是系统综合化、集成化、自动化方面的要求。另外，部分专用测试设备是大型设备，尤其是综合测试设备/系统这种由多种具有总线功能的多功能大型综合化自动测试设备，结构复杂，体积庞大，分布在各工作现场，传统将大型设备的各功能模块/仪器分别送检，这种方式只能实现对模块/仪器单部件的校准，无法验证整个设备系统的性能指标是否符合要求；而将大型设备整体从各工作现场送到试验室校准非常困难，会耗费巨大的人力、物力，而且在校准后的运输过程中有时会导致设备失准。而携带大量分立式标准设备到现场进行校准也困难重重，极为不便。因此，这对专用测试设备校准提出了便携性和方便现场原位校准的新要求。

国外航空强国在大力发展航空装备的同时，十分重视自动测试设备技术的发展，研制了多种型号不同类别的自动测试设备（ATE,AutomaticTestEquipment），这些设备能完成各种测试工作，而且测试结果比较准确。随着自动化测试技术应用的日趋成熟，国外航空产品的测试正向着标准化、通用化、开放式、可互连、可互操作的通用自动测试系统和平台的方向发展。伴随着计算机技术、网络技术以及并行测试技术的发展，国外正在发展支持全频谱测试的综合测试仪器和远程、网络条件下的实时测试技术。

在过去几年中，我国航空领域测试技术得到了较大的发展，向系统综合化、自动化测试的目标迈出了关键的一步，测试水平上了一个新台阶，具有重要标志意义的典型代表是自动测试设备的应用，成都飞机设计研究所牵头，联合国内20多家单位研制的综合自动测试系统（IATE）和卓航公司研制的导弹自动测试系统，实现了从分散测试到综合自动测试的跨越。自动测试设备的重大发展，通过功能综合使飞机测试设备减少了40%左右，已成为航空产品在研制生产过程中调试、检验及验收的测试工具。

在计量领域，随着测试设备向着集成化、复合化、模块化、智能化、自动化方向发展，带动着计量测试技术向服务现场方向发展，进而牵引着在线校准、自动化校准、最优化测量校准、综合校准、动态校准以及模型化测量校准等技术的发展。

发明内容

多功能大型综合化自动测试设备往往结构复杂，体积庞大，分布在各工作现场，传统将大型设备的各功能模块/仪器分别送检，这种方式只能实现对模块/仪器单部件的校准，无法验证整个设备系统的性能指标是否符合要求；而将大型设备整体从各工作现场送到试验室校准非常困难，会耗费巨大的人力、物力，而且在校准后的运输过程中有时会导致设备失准。而携带大量分立式标准设备到现场进行校准也困难重重，极为不便。本实用新型提供了一种高精度、高自动化程度、通用性强、可扩展性强、机动灵活、系统综合化的专用测试设备校准平台，可解决多功能大型综合化自动测试设备整机校准的问题。

本实用新型采用下述技术方案来实现。一种专用测试设备校准平台，包括测控计算机、VXI机箱、信号转接盒、VXI模块仪器、GPIB通用仪器，其特征在于，所述VXI机箱提供VXI总线，内设若干VXI模块仪器；测控计算机内置PCI-1394卡，通过1394总线控制VXI总线0槽，进而控制装在VXI机箱里的VXI模块仪器，VXI机箱还连接信号转接盒；测控计算机内置PCI-GPIB卡并引出的GPIB总线接口直接连接GPIB通用仪器，从而实现对GPIB通用仪器的控制。

多个VXI模块仪器和VXI总线构成VXI子系统，多个GPIB通用仪器和GPIB总线构成GPIB子系统。

所述VXI模块仪器可包括扫描数据采集模块、高精度并行数据采集模块、高速高精度并行数据采集模块、6位半数字万用表模块、继电器阵列矩阵模块、数字量/开关量输入/输出模块、离散量测量模块、多串口通信模块、MIL-STD-1553B模块、同步器信号模块中的若干。

所述GPIB通用仪器可包括矢量网络分析仪、功率计、频率计、函数信号发生器、多功能校准仪中的一种或多种。

信号转接盒首先是校准平台VXI子系统与被校准专用测试设备之间的连接机构，是输入和输出信号的转接中枢，包括模拟量输入、离散量输入/输出、数字量接收/发送等，其任务是将信号转接，进行接口适配；其次是将被校准专用测试设备专属信号调理转换成VXI能够处理的公共接口信号。

在选用VXI模块仪器和GPIB台式通用仪器作为校准资源组建通用化硬件平台时，首先应该考虑其稳定性、测量精度是否满足被校准参量的要求，此外考虑VXI模块仪器和GPIB通用仪器的选择应使校准平台具有扩展性和通用性，有良好的性能价格比。

本实用新型是满足了专用测试设备的校准需要，有效地提升了计量保障能力，实现了单参数校准向多参数综合校准的转化，手动人工校准向自动化校准的转化、试验室内的校准向现场原位校准的转化。这使得校准更机动灵活，方便了大型设备的现场原位校准，可以有效避免传统试验室内校准可能出现的人力、物力浪费，运输过程中导致失准，单独组部件校准无法考察整个系统性能指标等诸多问题。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图2是试验室校准平台工作原理框图。

图3是3便携式外场校准平台工作原理图。

图中101.测控计算机；102.VXI机箱；103.VXI模块仪器；104.信号转接盒；105.GPIB通用仪器；106.被校准专用测试设备。

具体实施方式

如图1所示，该专用测试设备校准平台，包括测控计算机101、VXI机箱102、信号转接盒104、VXI模块仪器103、GPIB通用仪器105，所述VXI机箱102提供VXI总线，内设若干VXI模块仪器103；测控计算机101内置PCI-1394卡，通过1394总线控制VXI总线0槽，进而控制装在VXI机箱102里的VXI模块仪器103，VXI机箱102还连接信号转接盒104；测控计算机101内置PCI-GPIB卡并引出的GPIB总线接口直接连接GPIB通用仪器105，从而实现对GPIB通用仪器105的控制。使用时，信号转接盒104连接被校准专用测试设备106，GPIB通用仪器105连接被校准专用测试设备106。多个VXI模块仪器103和VXI总线构成VXI子系统，多个GPIB通用仪器105和GPIB总线构成GPIB子系统。

(1)测控计算机101(TCC)：是校准平台的核心，由计算机主机和外围设备（显示器、键盘、鼠标、打印机等）组成。主机内置预装操作系统和测试软件的物理备份硬盘，当平台出现问题时可将其转换成系统盘，避免平台出现问题无法正常工作。VXI总线由专用VXI机箱102提供，主机内置PCI-1394卡，通过1394总线控制VXI总线0槽，进而控制装在VXI机箱102里的VXI模块仪器103。主机内置PCI-GPIB卡引出的GPIB总线口直接实现对GPIB通用仪器105的控制。校准平台通过测控计算机101完成对专用测试设备的校准，输出校准结果，并对其进行管理。

(2)VXI机箱102：平台采用标准的C尺寸13槽的VXI机箱，测控计算机101通过1394总线连接到VXI机箱的0槽。

(3)校准资源：包括数字化的VXI模块仪器103（VXI数据采集及控制模块、VXI数据通讯模块等）和GPIB通用仪器105，测试精度应满足校准计量要求，配备必要的辅助测试装置，能完成对专用测试设备各参量的校准。

(4)信号转接盒104：首先是校准平台VXI子系统与被校准专用测试设备106之间的连接机构，是输入和输出信号的转接中枢，包括模拟量输入、离散量输入/输出、数字量接收/发送等，其任务是将信号转接，进行接口适配；其次是将被校准专用测试设备专属信号调理转换成VXI能够处理的公共接口信号。

在选用VXI模块仪器103和GPIB通用仪器105作为校准资源组建通用化硬件平台时，首先应该考虑其稳定性、测量精度是否满足被校准参量的要求，此外考虑VXI模块仪器103和GPIB通用仪器105的选择应使校准平台具有扩展性和通用性，有良好的性能价格比。校准资源设备配套情况见表1。

表1校准资源设备配套表

根据设计构建的校准平台硬件可实现如下功能：

(1)提供校准平台与专用测试设备连接的能力；

(2)测量专用测试设备输出的参数：电压、电流、电阻、频率、功率、同步器信号等；

(3)给专用测试设备提供激励信号：电压、电流、频率、同步器信号等；

并能满足如下性能指标：

(1)64通道100KSPS16-bit扫描式数据采集，用于多通道缓变信号测量；

(2)8通道100KSPS16-bit高精度并行数据采集，用于信号频域分析；

(3)4通道40MSPS12-bit高速高精度并行数据采集，用于观察、记录波形；

(4)6.5位数字多用表提供对低频交流信号和直流信号高精度测量能力，与矩阵开关配合扩充测量通道数；

(5)64路离散量/开关量输入，门限电平自适应5V、12V、27V电平；

(6)64路通用离散量/开关量输入输出信号；

(7)8通道RS232/422/485多串口通信；

(8)双通道、双余度1553B通讯接口2路；

(9)同步器信号发送、接收各2路，参考/信号电压适应26/11.8V、36/16V和36/54V；

(10)多功能校准仪，直流电压、直流电流、交流电压、交流电流激励；

(11)微波仪器（信号发生、频率测量、功率测量、频谱分析、矢网分析等）。

校准平台可应用为试验室校准平台和便携式外场校准平台两部分。

a）试验室校准平台

如图2所示，试验室校准平台工作原理如下（平台允许两机柜分离运行进行不同试验操作）：

测控计算机通过1394接口与13槽VXI机箱中的VXI控制器相连作为外部控制总线，直接将PC总线和VXI控制器耦合起来，在PC扩展总线和VXI控制器之间进行高速数据传输。

测控计算机通过PCI-GPIB总线与通用仪器相连，实现测控计算机与通用仪器的数据通讯。

软件依靠GPIB接口、1394接口控制硬件资源完成信号的输出和采集、测试过程的执行等功能。

b）便携式外场校准平台

如图3所示，测控计算机（笔记本电脑）通过1394接口与6槽VXI机箱中的VXI控制器相连作为外部控制总线，直接将PC总线和VXI控制器耦合起来，在PC扩展总线和VXI控制器之间进行高速数据传输，软件依靠此接口控制硬件资源完成信号的输出和采集、测试过程的执行等功能。

测控计算机（笔记本电脑）通过USB-GPIB总线与通用仪器相连，实现测控计算机与通用仪器的数据通讯。

Claims (5)

1.一种专用测试设备校准平台，包括测控计算机、VXI机箱、信号转接盒、VXI模块仪器、GPIB通用仪器，其特征在于，所述VXI机箱提供VXI总线，内设若干VXI模块仪器；测控计算机内置PCI-1394卡，通过1394总线控制VXI总线0槽，进而控制装在VXI机箱里的VXI模块仪器，VXI机箱还连接信号转接盒；测控计算机内置PCI-GPIB卡并引出的GPIB总线接口直接连接GPIB通用仪器，从而实现对GPIB通用仪器的控制。

2.根据权利要求1所述的专用测试设备校准平台，其特征在于：多个VXI模块仪器和VXI总线构成VXI子系统，多个GPIB通用仪器和GPIB总线构成GPIB子系统。

3.根据权利要求1所述的专用测试设备校准平台，其特征在于：所述VXI模块仪器可包括扫描数据采集模块、高精度并行数据采集模块、高速高精度并行数据采集模块、6位半数字万用表模块、继电器阵列矩阵模块、数字量/开关量输入/输出模块、离散量测量模块、多串口通信模块、MIL-STD-1553B模块、同步器信号模块中的若干。

4.根据权利要求1所述的专用测试设备校准平台，其特征在于：所述GPIB通用仪器可包括矢量网络分析仪、功率计、频率计、函数信号发生器、多功能校准仪中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的专用测试设备校准平台，其特征在于：信号转接盒首先是校准平台VXI子系统与被校准专用测试设备之间的连接机构，是输入和输出信号的转接中枢，包括模拟量输入、离散量输入/输出、数字量接收/发送等，其任务是将信号转接，进行接口适配；其次是将被校准专用测试设备专属信号调理转换成VXI能够处理的公共接口信号。